简述请求分页存储管理方式
说明基本分页存储管理方式
说明基本分页存储管理方式在计算机系统中,存储管理是一个重要的部分,其功能是对计算机系统中的数据进行合理的管理与分配。
分页存储管理方式是其中的一种常用方式。
分页存储管理方式指的是将物理存储空间划分为大小相等的页框,将逻辑存储空间按照页的大小来划分,将逻辑地址空间中的每个页面映射到物理地址空间中的一个页框上。
这样就可以实现逻辑地址与物理地址的映射。
在分页存储管理方式中,每个进程都有自己的页表,用于记录该进程的逻辑地址空间与物理地址空间之间的映射关系。
当进程需要访问某个逻辑地址时,通过查找页表,找到对应的物理地址。
如果该页不在内存中,则需要从磁盘中读取该页,并将其放置到空闲的页框中。
分页存储管理方式的优点在于可以充分利用内存空间,提高内存利用率。
同时,由于每个进程有自己的页表,各个进程之间的地址空间是独立的,可以有效地防止进程间的地址冲突。
此外,由于采用了分页的方式,可以实现对内存中的数据进行快速查找和访问。
然而,分页存储管理方式也存在一些缺点。
首先,由于需要维护每个进程的页表,对于系统的管理与维护带来了一定的复杂度。
其次,由于每个页都需要记录页表信息,因此会占用一定的空间。
此外,由于每次访问都需要进行地址映射,会带来一定的时间开销。
为了克服分页存储管理方式的缺点,还可以采用其他的存储管理方式,如分段存储管理方式、虚拟存储管理方式等。
分段存储管理方式将逻辑地址空间划分为若干个段,每个段可以有不同的长度,不同的段可以放置在不同的物理地址空间中。
虚拟存储管理方式则将整个逻辑地址空间划分为若干个页面,每个页面可以在内存中或者磁盘中进行存储,当进程需要访问某个页面时,会先判断该页面是否在内存中,如果在则直接访问,否则从磁盘中调入并放置在内存中。
分页存储管理方式是一种常用的存储管理方式,可以充分利用内存空间,提高内存利用率。
但是,由于需要维护每个进程的页表,会带来一定的管理与维护复杂度。
因此,在实际应用中,需要根据具体情况选择合适的存储管理方式。
请求分页存储管理方式
③所存取的数据的页面不在内存,发生缺页中断,此时存取数 据的时间是:
查询页表的时间(页面不在内存)+缺页中断的时间+查询页表 的时间(页面在内存)+存取内存数据的时间=8μs +20μs +8μs +8μs =44μs
(2)当对某一数据进行4次连续读取时: ①第1次可能的时间为:1μs +8μs =9μs;8μs +8μs
(1)求对某一数据进行一次存取可能需要的时间。 (2)现对同一页面上的数据进行4次连续读取,求每次读取数据可 能需要的时间。 解: (1)当系统对数据进行存取时,有3种可能性。
①所存取的数据的页面在内存,其页表项已经存储到快表,此时 存取数据的时间是:
查询快表的时间+存取内存数据的时间=1μs +8μs =9μs ②所存取的数据的页面在内存,但是其页表项没有存储到快表, 没有命中快表,此时存取数据的时间是: 查询页表的时间+存取内存数据的时间=8μs +8μs =16μs
=16μs;8μs +20μs +8μs +8μs =44μs。 ②第2次时,对应页面的页表项已经交换到快表中。因为存取是
连续的,不存在页面被淘汰的可能性,所以第2次、第3次、第4次的 存取时间是一样的,消耗的时间为1μs +8μs =9μs。
2021年1月27日星期三
1.2 内存分配策略和分配算法
(1)要运行的作业可以不必全部装入内存就能运行。 (2)节省内存空间,增加并发执行的作业个数,提高系统的利用率。 (3)增加了程序运行的时间,加大了系统的硬件开销。
2一般中断不同。 缺页中断是一种特殊的中断与一般的中断的区别:
4.4 基本分页存储管理方式
2) 页面大小 在分页系统中的页面其大小应适中。 页面太小 利端:可使内存碎片减小,从而减少了内存碎片的总空间, 有利于提高内存利用率。 弊端:使每个进程占用较多的页面,从而导致进程的页表过 长,占用大量内存; 此外,还会降低页面换进换出的效率。
选择的页面较大 利端:可以减少页表的长度,提高页面换 进换出的速度。 弊端:使页内碎片增大。 因此,页面的大小应选择得适中,且页面 大小应是2的幂,通常为512 B~8 KB。
4.3.3 两级和多级页表 现代的大多数计算机系统,都支持非常大的逻辑地址空
间(232~264)。在这样的环境下,页表就变得非常大,要占用相
当大的内存空间。 可以采用这样两个方法来解决这一问题:① 采用离散分配方 式来解决难以找到一块连续的大内存空间的问题:② 只将当 前需要的部分页表项调入内存, 其余的页表项仍驻留在磁盘 上,需要时再调入。
1. 两级页表(Two-Level Page Table)
逻辑地址结构可描述如下:
第 0页 页 表 0 1 2 1 01 1 1 07 8 0 1 2 1 4 6
1 02 3 第 1页 页 表 0 1 n 1 74 2 外部 页表 1 14 1 15
0 1 2 3 4 5 6 7
1 02 3 第 n页 页 表 0 1 2 1 46 8
图 4-14 两级页表结构
1 02 3
… … …
…
内存 空间
…
1 14 1 15 1 46 8
…
外部 页号 逻辑 地址 P1
外部 页内 地址 页内 地址 P2 d
外部 页表 寄存器
+
+
图 4-15 具有两级页表的地址变换机构
„
页表
„
2. 多级页表
操作系统原理试卷
操作系统原理试卷1、父进程创建子进程之后,父子进程间的关系是什么?答案:一个进程创建子进程之后,进程与产生的进程之间的关系是父子关系,分别成为进程和子进程。
子进程一经产生就与你进程并发执行,子进程共享父进程和子进程。
子进程一经产生就与你进程并发执行,子进程共享父进程的正文段和已经打开的文件。
2、简述文件、文件系统的概念答案:文件是具有符号名的、在逻辑上具有完整意义的一组相关信息项的有序序列。
文件系统就是操作系统中实现文件统一管理的一组软件、被管理的的文件以及为实施文件管理所需的一些数据结构的总称。
3、简述作业调度的主要算法答案:作业调度的主要算法包括先来先服务调度算法,短作业优先调度算法,优先级调度算法和高响应比调度算法。
4、简述请求分页存储管理方式中三种内存分配策略的原理答案:固定分配局部置换为每个进程分配一组固定数目的物理块,在进程运行期间物理块数保持不变,当发生缺页中断且需要进行页面置换时,从自己进程的物理块中选择一个页面换出;可变分配全局置换,是先为每个进程分配一定数量的物理块,系统留空闲物理块,当发生缺页中断时,先从空闲物理块中选择空闲空间进行调入页面,当无空闲空间时,从所有内存中选择一个页面进行置换,此种方式会使发生缺页中断的进程物理块数增加,而调出页面的进程物理块数减少;可变分配局部置换,先为进程分配一定数量的物理块,系统预留空闲物理块,当进程发生缺页中断且需要进行页面置换时,从自己的物理块中选择页面换出,只有当某个进程的缺页率上升时,系统增加该进程的物理块数,反之,减少进程分配的物理块数。
5、简述段页式存储管理方式答案:段页式存储管理方式是对用户的逻辑地址空间先分段,再对每段划分成大小相等的页,而内存地址空间会按照页面大小划分成大小相等的物理块,段页式存储管理方式每个用户的进程会具有一张段表和一组页表。
6、简述有哪些程序链接方式答案:程序的链接方式主要包括静态链接、装入时动态链接、运行时动态链接7、简述什么是快表以及快表的作用答案:基本的地址变换机构需要两次访问内存才能够访问到数据。
4-6 请求分页存储管理方式
第四讲存储器管理主讲教师:夏辉丽4.7 请求分页存储管理方式4.7.1 请求分页中的硬件支持4.7.2 内存分配策略和分配算法4.7.3 调页策略页号 物理块号 修改位M :该页在调入内存后是否被修改过 状态位P 访问字段A 修改位M 外存地址 4.7.1 请求分页中的硬件支持1. 页表机制:•基本作用:地址转换•增加页表字段,供程序在换入换出时参考 访问字段A :记录本页在一段时间内被访问的次数 状态位P :用于指示该页是否已调入内存外存地址:指示该页在外存上的地址(物理块号)4.7.1 请求分页中的硬件支持2. 缺页中断机构:•缺页中断与其他中断的不同:(1)在指令执行期间产生和处理中断信号(2)一条指令在执行期间可能产生多次缺页中断 页面B :A :654321指令copy A TO B3. 4.7.1 请求分页中的硬件支持4.7.2 内存分配策略和分配算法1. 最小物理块数的确定:•保证进程正常运行所需的最小物理块数;•与硬件结构有关,取决于指令的格式、功能和寻址方式。
4.7.2 内存分配策略和分配算法2. 物理块的分配策略:•两种内存分配策略:▪固定分配:为进程分配的物理块数固定不变。
▪可变分配:先为每个进程分配一定数目的物理块,若发生缺页中断,再增加物理块数。
•两种置换策略:▪局部置换:只能将自己的某个内存页换出。
▪全局置换:可将系统中任一进程的内存页换出。
4.7.2 内存分配策略和分配算法2. 物理块的分配策略:•组合出以下三种适用策略:▪(1)固定分配局部置换▪(2)可变分配全局置换▪(3)可变分配局部置换4.7.2 内存分配策略和分配算法3. 物理块分配算法:•(1)平均分配算法•(2)按比例分配算法:根据进程大小按比例分配(m:物理块总数,S:各进程页面总数)•(3)考虑优先权的分配算法:一部分按比例分配;另一部分为优先权高的进程增加分配份额4.7.3 调页策略1. 调入页面的时机:•预调页策略:进程首次调入内存时,由程序员指出应该先调入哪些页。
4.3请求页式存储管理
5、最近没有使用页面先淘汰(NUR)
利用在页表中设置一个访问位即可实现,当某页被访问时,访问位置 “1”,否则访问位置“0”当需要淘汰一页时,从那些访问位为“0” 的页中选一页进行淘汰。系统周期性地对所有访问位清零。
4.3请求页式存储管理
3.3页式存储管理的优点
1、优点:
a、虛存量大,适合多道程序运行,用户不必担心内存不够的调度操作 b、内存利用率高,不常用的页面尽量不留在内存 c、不要求作业连续存放,有效地解决了“碎片”问题。与分区式比, 不需移动作业;与多重分区比,无零星碎片产生。 2、缺点:
a、要处理页面中断、缺页中断处理等,系统开销较大 b、有可能产生“抖动” c、地址变換机构复杂,为提高速度采用硬件实现,增加了机器成本
2、循环检测法
让循环多的页面留在内在。适合循环多的大程序,时空开销大, 系统要判断每个页面的驻留时间。
4.3请求页式存储管理
3.2请求淘汰换页算法3、最近最少使用Fra bibliotekLRU)页面先淘汰
截取一段最近的绝对时间,选择离当前时间最近一段时间内最久没 有使用过的页面先淘汰。
4、最不经常使用(LFU)的页面先淘汰
4.3请求页式存储管理
3.2请求淘汰换页算法
6、最优淘汰算法(OPT)
它是一种理想的淘汰算法,系统预测作业今后要访问的页面,淘汰页 是将来不被访问的页面或者最长时间后才能被访问的页面。淘汰该页 不会造成刚淘汰出去又立即要把它调入的现象。
7、随机数淘汰页面算法
在系统设计人员无法确定那些页的访问概率较低时,随机地选择某个 用户的页面进行淘汰也是一种方法。
第16讲 存储器管理之请求分页存储管理方式
第十六讲存储器管理之请求分页存储管理方式1 基本概述请求分页管理是建立在基本分页基础上的,为了能支持虚拟存储器而增加了请求调页功能和页面置换功能。
基本原理:地址空间的划分同页式;装入页时,可装入作业的一部分(运行所需)页即可运行。
2 请求分页的硬件支持为实现请求分页,需要一定的硬件支持,包括:页表机制、缺页中断机构、地址变换机构。
2.1 页表机制作用:将用户地址空间的逻辑地址转换为内存空间的物理地址。
因为请求分页的特殊性,即程序的一部分调入内存,一部分仍在外存,因此页表结构有所不同。
如图:说明:(1)状态位P:指示该页是否已调入内存。
(2)访问字段A:记录本页在一段时间内被访问的次数或最近未被访问的时间。
(3)修改位M:表示该页在调入内存后是否被修改过。
若修改过,则换出时需重写至外存。
(4)外存地址:指出该页在外存上的地址。
2.2 缺页中断机构在请求分页系统中,每当所要访问的页面不在内存时,便产生缺页中断,请求OS将所缺的页调入内存。
缺页中断与一般中断的区别:(1)在指令执行期间产生和处理中断信号(2)一条指令在执行期间,可能产生多次缺页中断2.3 地址变换机构请求分页系统的地址变换机构。
是在分页系统地址变换机构的基础上,又增加了一些功能。
例:某虚拟存储器的用户空间共有32个页面,每页1KB,主存16KB。
假定某时刻系统为用户的第0、1、2、3页分别分配的物理块号为5、10、4、7,试将虚拟地址0A5C和093C 变换为物理地址。
解:虚拟地址为:页号(2^5=32)5位页内位移(1K =2^10=1024)10位物理地址为物理块号(2^4=16)4位因为页内是10 位,块内位移(1K =2^10=1024)10位虚拟地址OA5C对应的二进制为:00010 1001011100即虚拟地址OA5C的页号为2,页内位移为1001011100,由题意知对应的物理地址为:0100 1001011100即125C同理求093C。
请求分页存储管理方式
2019/12/31
物理块分配算法
1) 平均分配算法
这是将系统中所有可供分配的物理块,平均分 配给各个进程。 例如,当系统中有100个物理块, 有5个进程在运行时,每个进程可分得20个物理块。 这种方式貌似公平,但实际上是不公平的,因为它 未考虑到各进程本身的大小。如有一个进程其大小 为200页,只分配给它20个块,这样,它必然会有 很高的缺页率;而另一个进程只有10页,却有10个 物理块闲置未用。
2019/12/31
物理块分配算法
3) 考虑优先权的分配算法
在实际应用中,为了照顾到重要的、紧迫的作 业能尽快地完成, 应为它分配较多的内存空间。 通常采取的方法是把内存中可供分配的所有物理块 分成两部分:一部分按比例地分配给各进程;另一 部分则根据各进程的优先权,适当地增加其相应份 额后,分配给各进程。在有的系统中,如重要的实 时控制系统,则可能是完全按优先权来为各进程分 配其物理块的。
❖最小物理块数的确定 ❖内存分配策略
固定分配局部置换 可变分配全局置换 可变分配局部置换
❖物理块分配算法
平均分配算法 按比例分配算法 考虑优先权的分配算法
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最小物理块数的确定
❖保证进程运行所需的最小物理块数与其所在 硬件结构相关,不同的指令格式、功能和寻 址方式对物理块数的要求不同。
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缺页率
❖如果在进程的运行过程中,访问页面成功的 次数为S,访问页面失败的次数为F,则进程 总的页面访问次数为A=S+F,那么进程在其 运行过程中的缺页率即为
f=F/A
通常,缺页率受到以下几个因素的影响:
①页面大小。
②所分配物理块的数目。
请求分页存储管理设计
实验八请求分页存储管理设计一、虚拟存储器的相关知识:1.概述:虚拟存储器(Virtual Memory):在具有层次结构存储器的计算机系统中,自动实现部分装入和部分替换功能,能从逻辑上为用户提供一个比物理贮存容量大得多,可寻址的“主存储器”。
虚拟存储区的容量与物理主存大小无关,而受限于计算机的地址结构和可用磁盘容量。
作用:虚拟内存的作用内存在计算机中的作用很大,电脑中所有运行的程序都需要经过内存来执行,如果执行的程序很大或很多,就会导致内存消耗殆尽。
为了解决这个问题,Windows中运用了虚拟内存技术,即拿出一部分硬盘空间来充当内存使用,当内存占用完时,电脑就会自动调用硬盘来充当内存,以缓解内存的紧张。
举一个例子来说,如果电脑只有128MB物理内存的话,当读取一个容量为200MB的文件时,就必须要用到比较大的虚拟内存,文件被内存读取之后就会先储存到虚拟内存,等待内存把文件全部储存到虚拟内存之后,跟着就会把虚拟内存里储存的文件释放到原来的安装目录里了。
下面,就让我们一起来看看如何对虚拟内存进行设置吧。
2.请求分页虚拟存储系统是将作业信息的副本存放在磁盘这一类辅助存储器中,当作业被调度投入运行时,并不把作业的程序和数据全部装入主存,而仅仅装入立即使用的那些页面,至少要将作业的第一页信息装入主存,在执行过程中访问到不在主存的页面时,再把它们动态地装入。
用得较多的分页式虚拟存储管理是请求分页(demand paging),当需要执行某条指令或使用某个数据,而发现它们并不在主存时,产生一个缺页中断,系统从辅存中把该指令或数据所在的页面调入内存。
3.替换算法:替换规则用来确定替换主存中哪一部分,以便腾空部分主存,存放来自辅存要调入的那部分内容。
常见的替换算法有4种。
随机算法用软件或硬件随机数产生器确定替换的页面。
先进先出先调入主存的页面先替换。
近期最少使用算法替换最长时间不用的页面。
最优算法替换最长时间以后才使用的页面。
操作系统-分页存储管理方式
操作系统-分页存储管理方式操作系统分页存储管理方式在计算机操作系统中,分页存储管理方式是一种重要的内存管理技术。
它的出现和应用,极大地提高了计算机系统的内存使用效率和性能。
我们先来想象一下,如果没有分页存储管理方式,计算机在处理程序和数据时会面临怎样的情况。
假设我们的计算机内存就像一个大的房间,而程序和数据就像各种大小不一的家具。
如果没有一种有效的规划和安排方式,这些家具可能会随意摆放,导致空间浪费,甚至可能出现有些家具无法放进房间的情况。
这就是没有良好内存管理时可能出现的混乱局面。
那么,分页存储管理方式是如何解决这个问题的呢?简单来说,它就像是把这个大房间划分成了一个个大小相同的小格子。
在分页存储管理中,将内存空间划分为若干个固定大小的页框,同时将进程的逻辑地址空间也划分为同样大小的页。
页框和页的大小通常是相等的,比如常见的 4KB 大小。
这样一来,当程序要运行时,操作系统会将程序的页加载到内存的页框中。
比如说,一个程序有 100KB 的大小,按照 4KB 一页来划分,就可以分成 25 页。
当程序运行时,可能并不是所有的 25 页都需要同时加载到内存中,而是根据程序运行的实际情况,逐步加载需要的页。
这就大大提高了内存的利用率,因为不需要一次性为整个程序分配大量的连续内存空间。
分页存储管理方式还有一个重要的优点,那就是实现了虚拟内存。
虚拟内存使得计算机能够运行比实际物理内存更大的程序。
这是怎么做到的呢?当程序需要访问的页不在内存中时,操作系统会通过一定的机制,将需要的页从外存(如硬盘)加载到内存中,同时将暂时不用的页换出到外存。
这种页的换入换出是由操作系统自动完成的,对于用户程序来说是透明的。
用户感觉好像自己的程序拥有了无限大的内存空间,但实际上只是操作系统在背后巧妙地进行着内存的调度和管理。
为了有效地管理页的换入换出,操作系统通常会使用页表。
页表记录了每个页在内存中的位置信息。
当程序访问某个逻辑地址时,操作系统通过查询页表,将逻辑地址转换为物理地址,从而找到实际的数据所在的内存位置。
请求分页思想介绍及缺页率测试
请求分页思想介绍及缺页率测试一.基础知识1.1 请求分页存储管理的基本方法(1)逻辑空间分页将一个进程的逻辑地址空间划分成若干个大小相等的部分,每一部分称作页面或页。
每页都有一个编号,叫做页号,页号从0开始依次编排,如0、1、2...(2)内存空间分页把内存也划分成与页面相同大小的若干个存储块,称作内存块或内存页面。
同样,它们也进行编号,内存块号从0开始依次顺序排列:0#块、1#块、2#块....页面和内存块的大小是由硬件确定的,它一般选择为2的若干次幂。
不同机器中页面大小是有区别的。
在x86平台上的Linux系统的页面大小为4KB。
(3)逻辑地址表示地址由两个部分组成,前一部分表示该地址所在页面的页号p;后一部分表示页内位移d,即页内地址。
两部分构成的地址长度为32位,其中0~11为页内位移,即每页的大小为4KB;12~31位为页号,表示地址空间中最多可容纳1M个页面。
(4)内存分配原则在分页情况下,系统以内存块为单位把内存分给作业或进程,并且一个进程的若干页可分别装入物理上不相邻的内存块中。
(5)页表在分页系统中允许将作业或进程的各页面离散地装入内存的任何空闲块中,这样一来就出现作业的页号连续、而块号不连续的情况。
怎样找到每个页面在内存中对应的物理块呢?为此,系统又为每个进程设立一张页面映像表,简称页表。
1.2请求分页思想在简单分页系统中,要求运行的进程必须全部装入内存。
请求分页存储管理技术与简单分页技术的根本区别在于:请求分页提供虚拟存储器。
它的基本思想是:当要执行一个程序时才把它换入内存。
但并不把全部程序都换入内存,而是用到哪一页时才换入它。
这样就减少了对换时间和所需内存数量,允许增加程序的道数。
当一个程序要使用的页面不在内存时,地址映像机构便产生一个缺页中断。
操作系统必须处理这个中断,它装入所要求的页面并相应调整页表的记录(每一个页表项中增加一个状态位表示该页对应的内存块是否可以访问)。
操作系统的基本分页存储管理方式
操作系统的基本分页存储管理方式操作系统中的分页存储管理是一种常见的内存管理方式,它将进程的地址空间划分为固定大小的页面,并将页面映射到物理内存的不同位置。
这种方式能够有效地管理内存资源,并提高系统的性能。
下面将详细介绍操作系统中的基本分页存储管理方式。
分页存储管理是将进程的内存划分为大小相等的固定大小的页面,与物理内存的页面大小相同。
通常,每个页面的大小为4KB或者8KB。
在分页存储管理中,每个进程的地址空间被划分为多个页面,每个页面都有一个唯一的页面号或索引。
这样,进程的地址空间可以通过页面号来访问。
在分页存储管理中,操作系统维护了一个页表,用于记录每个页面在物理内存中的位置。
页表中的每一项被称为页表项,它包含了页面号和物理内存地址之间的映射关系。
当一个进程访问或修改某个页面时,操作系统将根据页表查找页面在物理内存中的位置,并将该页面加载到内存中进行访问。
如果页面不在内存中,就会发生缺页中断,操作系统会将缺失的页面从硬盘上加载到内存,并更新页表。
分页存储管理方式的核心概念是页面的概念。
页面是一个连续的地址空间块,大小固定。
进程的地址空间被划分为多个页面,每个页面都有一个唯一的页面号。
页面的大小相同,这样能够简化内存管理和页面调度的工作。
页面之间是相互独立的,可以独立地加载和替换。
这种方式提供了更高的内存利用率和灵活性。
分页存储管理方式具有以下优点:1.内存利用率高:由于页面的大小固定,可以更好地利用内存空间。
如果一个进程的部分页面不用,可以将这些页面换出到磁盘上,从而腾出更多的内存空间给其他进程使用。
2.地址空间连续性:分页存储管理方式使得进程的地址空间在逻辑上是连续的。
每个页面的大小相同,页面之间没有空隙。
这样使得进程的地址空间更加规整和易于管理。
3.页面替换灵活:当物理内存不足时,操作系统可以通过页面替换算法将一些页面从内存中换出,从而为其他页面腾出空间。
由于页面的大小相同,可以更加灵活地选择被替换的页面。
8存储器管理之请求分段存储管理方式
第十八讲存储器管理之请求分段存储管理方式1引言概述:请求分段存储管理系统也与请求分页存储管理系统一样,为用户提供了一个比内存空间大得多的虚拟存储器。
虚拟存储器的实际容量由运算机的地址结构肯定。
思想:在请求分段存储管理系统中,作业运行之前,只要求将当前需要的若干个分段装入内存,即可启动作业运行。
在作业运行进程中,若是要访问的分段不在内存中,则通过调段功能将其调入,同时还能够通过置换功能将暂时不用的分段换出到外存,以便腾出内存空间。
2请求分段中的硬件支持请求分段需要的硬件支持有:段表机制、缺页中断机构、地址变换机构。
2.1段名段长段的基址存取方式访问字段A修改位M存在位P增补位外存始址说明:存取方式:存取属性(执行、只读、允许读/写)访问字段A:记录该段被访问的频繁程度修改位M:表示该段在进入内存后,是不是被修悔改。
存在位P:表示该段是不是在内存中。
增补位:表示在运行进程中,该段是不是做过动态增加。
外存地址:表示该段在外存中的起始地址。
2.2缺段中断机构当被访问的段不在内存中时,将产生一缺段中断信号。
其缺段中断的处置进程如图:2.3地址变换机构3 分段的共享和保护为了实现分段共享,设置一个数据结构——共享段表,和对共享段进行操作的进程。
3.1 共享段表说明:所有的共享段都在共享段表中对应一个表项。
其中:共享进程计数器count :记录有多少个进程需要共享该分段,设置一个整型变量count 。
存取控制字段:设定存取权限。
段号:对于一个共享段,不同的进程能够各用不同的段号去共享该段。
3.2 共享段的分派和回收 3.2.1 共享段的分派大体进程:在为共享段分派内存时,对第一个请求利用该共享段的进程,由系统为该共享段分派一物理区,再把共享段调入该区,同时将该区的始址填入请求进程的段表的相应项中,还须在共享段表中增加一表项,填写有关数据,把count 置为1;以后,当又有其它进程需段名段长内存始址状态外存始址共享进程计数count 状态进程名进程号段号存取控制………………要挪用该共享段时,由于该共享段已被调入内存,故现在不必再为该段分派内存,而只需在挪用进程的段表中,增加一表项,填写该共享段的物理地址;在共享段的段表中,填上挪用进程的进程名、存取控制等,再执行count∶=count+1操作,以表明有两个进程共享该段。
【操作系统】请求分页储存管理方式
【操作系统】请求分页储存管理⽅式常规存储器管理⽅式(基本分页、基本分段)的特征(1) ⼀次性。
都要求将作业所有装⼊内存后⽅能执⾏。
很多作业在每次执⾏时,并不是其所有程序和数据都要⽤到。
假设⼀次性地装⼊其所有程序,造成内存空间的浪费。
(2) 驻留性。
作业装⼊内存后,便⼀直驻留在内存中,直⾄作业执⾏结束。
虽然执⾏中的进程会因I/O⽽长期等待,或有的程序模块在执⾏过⼀次后就不再须要(执⾏)了,但它们都仍将继续占⽤宝贵的内存资源。
虚拟存储器的定义应⽤程序在执⾏之前,没有必要所有装⼊内存,仅须将那些当前要执⾏的少数页⾯或段先装⼊内存便可执⾏,其余部分暂留在盘上。
程序在执⾏时,假设它所要訪问的页(段)已调⼊内存,便可继续执⾏下去;但假设程序所要訪问的页(段)尚未调⼊内存(称为缺页或缺段),此时程序应利⽤OS所提供的请求调页(段)功能,将它们调⼊内存,以使进程能继续执⾏下去。
假设此时内存已满,⽆法再装⼊新的页(段),则还须再利⽤页(段)的置换功能,将内存中临时不⽤的页(段)调⾄盘上,腾出⾜够的内存空间后,再将要訪问的页(段)调⼊内存,使程序继续执⾏下去。
虚拟存储器是指具有请求调⼊功能和置换功能,能从逻辑上对内存容量加以扩充的⼀种存储器系统。
其逻辑容量由内存容量和外存容量之和所决定,其执⾏速度接近于内存速度,⽽每位的成本却⼜接近虚拟存储器于外存。
可见,虚拟存储技术是⼀种性能很优越的存储器管理技术,故被⼴泛地应⽤于⼤、中、⼩型机器和微型机中。
请求分页存储管理⽅式1、定义:请求分页系统是建⽴在基本分页系统的基础上,为了能⽀持虚拟存储器功能⽽添加了请求调页功能和页⾯置换功能。
2、页表机制在请求分页系统中所须要的主要数据结构是页表。
其基本作⽤仍然是将⽤户地址空间中的逻辑地址变换为内存空间中的物理地址。
因为仅仅将应⽤程序的⼀部分调⼊内存,另⼀部分仍在盘上,故须在页表中再添加若⼲项,供程序(数现对当中各字段说明例如以下:(1) 状态位P:⽤于指⽰该页是否已调⼊内存,供程序訪问时參考。
存储器内存管理--分页存储管理方式
存储器内存管理--分页存储管理⽅式本⽂以32位操作系统为例来介绍存储器/内存管理--分页存储管理⽅式。
在此⽅式下,操作系统会将⽤户程序的地址(逻辑地址)空间分为若⼲个固定⼤⼩区域,称为“页”或“页⾯”。
相应地,操作系统也会将内存空间(物理地址)划分为若⼲个物理块或页框,当然,页和块的⼤⼩应该相同,这样就可以将⼀个页存储在⼀个物理块中了。
页⾯和物理块两个概念 页⾯:在分页存储管理⽅式中,操作系统会将进程的逻辑地址空间分成若⼲个页,并加以编号,每⼀个编号代表⼀个页或者页⾯。
物理块:在内存的物理地址空间分成若⼲个块,也为每个块加以编号,每⼀个编号代表着⼀个物理块或者页框。
页⾯⼤⼩的选择 由于进程的最后⼀页通常是装不满的,从⽽形成了不可利⽤的碎⽚,这⾥称为“页内碎⽚”。
如果页/页⾯的⼤⼩选择过⼤,则会造成最后⼀页的页内碎⽚较⼤,内存利⽤率不⾼。
如果页/页⾯⼤⼩选择过⼩,则会造成进程的页表(下⾯将介绍)过长,页表将占⽤⼤量的内存,同样也会降低页⾯的换⼊换出的效率。
因此,页/页⾯的⼤⼩应该选择适中,通常为1--8KB。
分页管理⽅式中逻辑地址的地址结构 逻辑地址将分为两部分,第⼀部分为页号P,对应着所在的页/页⾯;第⼆部分为偏移量W,对应着所在页的页内地址。
上图中偏移量对应着低12位,所以每⼀个页/页⾯的⼤⼩为4KB,12--31位中共20位对应着页号的地址空间,所以地址空间最多允许有1M(1024*1024)个页。
以上是以4KB为页/页⾯⼤⼩的例⼦,其他页/页⾯⼤⼩可以⽤此⽅式类推。
若给定⼀个逻辑地址空间中的地址A,页⾯的⼤⼩为L,则可以计算出页号P和页内地址d,计算过程如下: P = INT [A/L], d = [A] MOD L;其中INT为取整,MOD为取余。
页表:实现从页号到物理块号的地址映射(转换) 所以在页表中有两项数据,页号和块号,页号和块号是⼀⼀对应的,操作系统通过页号,可以找到相应的物理地址的块号,实现了从逻辑地址到物理地址的转换。
简述请求分页存储管理方式
简述请求分页存储管理方式
请求分页存储管理方式是一种将主存储器划分为等大小的块,每个块称为一页的管理方式。
在此方式下,每个进程所需的存储空间被划分为多个大小相等的页,每一页都有一个唯一的页号。
当进程请求存储空间时,操作系统会根据其空间需求来分配一页或多页的空间。
此管理方式的主要优点是可有效地利用主存储器,因为在这种情况下,内存中只有进程所需的部分被加载。
这意味着,对于较大的程序,它们不需要一次性将整个程序加载到内存中,而只需要加载所需的部分。
因此,更多的程序可以同时运行,从而提高了系统的效率。
此外,请求分页存储管理方式还可以提高系统的灵活性。
进程可以根据其存储需求请求不同数量的页面,这意味着,系统可以动态地分配存储空间,以满足进程的需求。
总的来说,请求分页存储管理方式是一种高效、可扩展的管理方式,它可以提高系统的效率和灵活性,使多个进程可以同时运行,从而提高系统的性能。
- 1 -。
4.15 请求分页存储管理
1.需要解决的问题
系统需要解决下面三个问题:
系统如何获知进程当前所需页面不在主存;
当发现缺页时,如何把所缺页面调入主存; 当主存中没有空闲的页框时,为了要接受一个新页,需 要把老的一页淘汰出去,根据什么策略选择欲淘汰的页 面。
2.页描述子的扩充
页号 物理块号 状态位 访问字段 修改位 外存地址
CH4.15 请求分页存储管理
4.15 请求式分页存储管理
请求式分页也称虚拟页式存储管理:
与纯分页存储管理不同,请求式分页管理系统在进程开始 运行之前,不是装入全部页面,而是装入一个或零个页面,之 后根据进程运行的需要,动态装入其它页面; 当内存空间已满,而又需要装入新的页面时,则根据某种
算法淘汰某个页面,以便装入新的页面。
文件区:存放文件;离散分配;I/O速度慢。
对换区:存放对换页面;连续分配; I/O速度快。
①全部从对换区调入:系统有足够对换区,调页快。
②文件区+对换区调入:系统无足够对换区,不会被修改的文件 从文件区调入,换出时视修改与否分别调到对换区或者文件区。
4.调页策略
页面调入过程: ①程序发现页面不在内存,向CPU发出缺页中断; ②中断处理程序保留CPU环境,分析原因,转入缺页中断处理程
序;
③查找页表找到外存物理块; ④内存空,调入内存,修改页表,入快表。
⑤内存满,淘汰页面(未改,不写回磁盘;改动,写回磁盘),
调入页面,修改页表,写入快表。 ⑥利用页表,形成物理地址,访问内存。
5.请求分页存储管理地址变换流程
状态位:表示该页是在内存还是在外存(访问);
访问位:表示该页最近被访问的次数,或者最近已有多长时 间没有访问(换出); 修改位:查看此页是否在内存中被修改过(置换); 外存地址:该页在外存的地址(调入)。
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简述请求分页存储管理方式
请求分页存储管理方式是一种非常实用的存储管理方式,它可以将大量数据分成多页存储,从而增加系统的可扩展性和可维护性。
本文将分步骤阐述请求分页存储管理方式的实现过程。
1. 设计数据库表结构
首先,我们需要设计出适合分页存储的数据库表结构。
通常,我们需要将数据表按照某种规则分成多个页面,每个页面中包含相同数量的数据。
例如,如果需要将1000条数据分成10页,那么每个页面应该包含100条数据。
2. 编写查询语句
在设计好数据库结构之后,我们需要编写查询语句来查询数据并将其分页。
我们可以使用LIMIT关键字来限制查询结果的数量,并使用OFFSET关键字来指定从哪个位置开始查询。
例如,如果需要查询第2页的数据,那么我们可以使用以下SQL语句:
SELECT * FROM table_name LIMIT 100 OFFSET 100;
这将返回第101到第200条数据。
3. 编写分页控件
分页控件是实现分页存储的重要组成部分。
它通常包含一个页面选择器和一个数据显示区域。
我们可以使用JavaScript和CSS来创建翻页效果和样式。
例如,我们可以使用以下代码创建一个简单的页面选择器:
```
<div class="pagination">
<a href="#">1</a>
<a href="#">2</a>
<a href="#">3</a>
<a href="#">4</a>
<a href="#">5</a>
</div>
```
4. 实现异步加载
异步加载是将页面动态加载到用户界面中的一种技术。
它可以大大提高页面加载速度和用户体验。
我们可以使用AJAX等技术来实现异步加载。
例如,在用户点击页码时,我们可以使用AJAX向服务器发送请求,获取数据并更新页面内容。
这样,当用户浏览不同页面时,不需要重新加载整个页面,只需要更新数据部分即可。
总之,请求分页存储管理方式是一种非常实用的存储管理方式,它可以大大提高系统的可扩展性和可维护性。
通过仔细设计数据库结构,编写查询语句,创建分页控件和实现异步加载,我们可以很容易地实现分页存储管理方式。